[發明專利]一種含有丁烷的壓裂液及其制備方法

有效

• 申請號: 201310359226.6
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103468236A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 崔偉香;盧擁軍;管保山;邱曉惠;程興生;王麗偉;侯向前;王春鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/64
• 分類號: C09K8/64
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種含有丁烷的壓裂液及其制備方法，屬于石油開采領域中的油氣田開發技術領域。

背景技術

水基壓裂液作為壓裂液主體技術已經有近百年的歷史，但隨著超低滲透儲層特別是非常規儲層的不斷開發，采用水基壓裂液常會遇到相圈閉引起的水滯留、返排率低等現象，導致壓后產量遞減快、增產效果不明顯等問題，同時大規模水力壓裂與目前水資源緊張的矛盾也使很多業內人員考慮采用非水壓裂改造技術作為水力壓裂的替代技術。

2007年，加拿大GASFRAC公司德懷特·N·勞里等人CN101395340A中介紹了一種液化石油氣壓裂系統，該技術主要采用100%液化石油氣（即LPG）代替水作為溶劑，該LPG壓裂液包括丙烷、丁烷及一定比例的戊烷，壓裂液體系在室溫和中等壓力（1.4MPa）環境下呈液體狀態。通過在LPG液體中添加適當的稠化劑、交聯劑使得壓裂液具有較好的攜砂性能。使用LPG作為壓裂液的溶劑可以大幅度提高壓后改造效果，壓后無傷害，僅有支撐劑留在地層中，不存在水壓裂帶來的相圈閉影響，所有形成的裂縫都是有效縫，不受水資源的限制，壓后可通過降低井底壓力使得LPG以氣體形式返排，減少廢液處理問題。

雖然采用液化LPG作為壓裂液有很多優點，但由于LPG常規條件下為氣態，目前現有技術中只提供了加壓條件下進行液化壓裂操作的技術，該技術目前由于受到實驗室評價手段及安全防護措施不足等限制，使得常規壓裂液制備、實驗評價等手段不能滿足LPG壓裂液的研究。

因此，如何研發出一種含有丁烷的壓裂液及其在常壓下的制備方法，以克服室內丁烷壓裂液等低碳烴壓裂液的研究難題，仍是本領域亟待解決的問題之一。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種含有丁烷的壓裂液及其制備方法。本發明的含有丁烷的壓裂液能夠在常壓下制備得到，并具有較好的耐溫及耐剪切性能。

為達上述目的，本發明提供一種含有丁烷的壓裂液，以質量份計，其原料組成包括：

磷酸酯稠化劑??0.5-2份；

交聯劑????????0.1-1份；

丁烷??????????100份。

根據本發明的具體實施方式，優選地，以質量份計，上述含有丁烷的壓裂液的原料組成還包括破膠劑0.08-0.3份。

在上述含有丁烷的壓裂液中，優選地，所述磷酸酯稠化劑是由C1-C4的短鏈烷基和C5-C7的中等長度碳鏈烷基組成的二烷基磷酸酯。

在上述含有丁烷的壓裂液中，優選地，所述磷酸酯稠化劑是由以下方法制備得到的：將P₂O₅和PO(OR)₃（磷酸三烷基酯）在80-100℃下反應6-8小時，得到聚磷酸酯中間體；將所述聚磷酸酯中間體與具有3-6個碳的單元醇在120-140℃下反應6-8小時，得到所述磷酸酯稠化劑；其中，所述P₂O₅和PO(OR)₃的摩爾比為1:1，所述單元醇與所述P₂O₅的摩爾比為2:1-3:1；所述PO(OR)₃中的R為C2-C12的烷基，該PO(OR)₃優選為磷酸三乙酯。

在上述含有丁烷的壓裂液中，優選地，所述交聯劑包括氯化鋁、硫酸鋁和偏鋁酸鈉等鋁鹽中的一種或幾種的組合。

在上述含有丁烷的壓裂液中，優選地，所述破膠劑包括乙酸鈉、乙酸鉀、水楊酸鈉和檸檬酸等中的一種或幾種的組合。

在上述含有丁烷的壓裂液中，優選地，所述丁烷為純度100%的氣態丁烷。

本發明還提供一種上述含有丁烷的壓裂液的制備方法，其包括以下步驟：

將氣態丁烷放置于-10℃至-30℃的環境中，所述氣態丁烷形成液態丁烷；

當所述含有丁烷的壓裂液的原料組成不包括破膠劑時，在-10℃至-30℃下，將磷酸酯稠化劑、交聯劑的水溶液加入到液態丁烷中并攪拌分散均勻，得到含有丁烷的壓裂液的初產物；

當所述含有丁烷的壓裂液的原料組成包括破膠劑時，在-10℃至-30℃下，將磷酸酯稠化劑、破膠劑的水溶液、交聯劑的水溶液加入到液態丁烷中并攪拌分散均勻，得到含有丁烷的壓裂液的初產物；

在室溫下、耐壓氣密容器中，對所述含有丁烷的壓裂液的初產物進行磁力攪拌10min-40min，得到所述的含有丁烷的壓裂液。

在上述制備方法中，優選地，所述耐壓氣密容器的承壓能力至少為2MPa。